• 대한지리학회지
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• 제46권3호
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• pp.331-350
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• 2011

컴퓨터 기술이 발달하면서, 지질시간 규모에서 다양한 지형형성작용들의 복합적인 영향으로 인한 지형발달을 모의하는 것이 가능하게 되었다. 본 연구는 최근 들어 활용도가 점차 높아지고 있는 2차원 지질시간 규모 수치지형발달모형을 소개하며, 특히 지질 시간 규모에서 주요한 지형형성작용들을 모형화하기 위한 접근 방법들을 중점적으로 다루었다. 수치지형발달모형은 지형체계를 구성하는 체계요소와 이들 간의 관계를 미분방정식으로 표현한 후 이의 해를 수치적으로 구함으로써 지형발달을 모의한다. 수치지형발달모형 연구는 장기간에 걸친 지형체계요소들간의 관계를 정량적 관점에서 최대한 단순하게 모형화하고 이를 결합하는 것에서부터 시작되었고, 후대 연구자들에 의해 보다 정교해지고 있다. 본 연구에서 소개한 이론들은 수치지형발달모형을 한반도에 적용하거나 개발하려는 연구자들에게 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.382-382
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• 2015

하천 및 그 주변을 포함한 지형에 대한 정밀 측량 자료의 구축은 장기적인 수자원 계획 및 정책을 수립하는데 중요한 요건이 된다. 최근 들어 무인 항공기의 사진측량시스템을 이용하여 수치 표고모형을 구축하는 연구가 진행 중에 있으며, 이를 기존 하도측량 자료와의 통합 과정을 통해 하천 및 주변지형 측정에 대한 자료 구축이 이루어지고 있다. 본 연구의 목적은 무인 항공기와 무인 하천유량측정용 원격조정보트를 이용하여 측정된 주변 지형 및 하천 지형 자료를 통합하고 이를 공인된 측정 자료와의 비교를 통해 본 연구 결과의 정확성과 이에 따른 측정방법의 효율성을 검토하고자 하였다. 이를 위해 낙동강 강정고령보 하류부 지역을 대상으로 하여 무인 항공기와 무인 하천유량측정용 원격조정보트를 이용하여 지형자료를 측정하였다. 이 측정 자료를 하나의 자료로 통합하여 수치표고모형을 구축하였고 이를 국토지리정보원의 1:5,000 수치지도를 이용하여 5m 간격으로 구축한 수치표고모형과 비교하여 그 정확도를 비교해보았다. 그 결과 측정완료시부터 표준화된 데이터 생성 완료시까지의 시간을 기준으로 기존 측량방법 보다 효율성이 높은 것으로 나타났고, 1:5,000 수치지도를 이용하여 구축한 수치표고모형 자료와 정확도를 비교해볼 때 실무에 적용 가능한 수준 내로 오차가 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.168-175
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• 2007

기상이변으로 매년 발생하는 홍수는 산사태를 유발한다. 그리고 지진으로 인해 발생하는 지형의 변화는 기존의 수치지도로 지형분석이 불가능하게 된다. 본 논문은 지형의 변화가 발생하였을 경우 신속하게 항공사진을 수치화 한 후 수치표고모형을 생성하고 그 활용방안에 관한 연구를 수행하였다. 항공사진을 수치화 하여 수집된 입체영상으로 수치표고모형의 생성이 가능하였으며 생성된 수치표고모형의 표준편차는 0.864m로 다소 높게 나타났으나 실제 지형을 반영하고 있는 것으로 나타났다. 연구결과 지형변화가 발생했을 경우 항공사진으로 수치표고모형의 생성이 가능할 것으로 보인다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.335-335
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• 2021

하천의 홍수터는 평상시 수면위로 노출되어 국민의 여가생활을 위한 공원, 주차장 등으로 활용되다 홍수기 수위가 상승하면 침수되는 하천공간이다. 홍수범람 면적 또는 홍수위 산정을 위한 수치모의 시, 홍수의 평면적인 변화를 분석하기 위해서는 1차원 모의결과와 지형정보를 연계하여 범람면적을 산정하거나 2차원 수치모형의 격자를 대상공간에 대하여 구축한 후 모의를 수행한다. 1차원 수치모형은 계산효율이 우수하고 지류의 합류에 의한 영향을 다수 반영하거나, 긴 구간의 하천단면 구축을 통하여 경계조건이 수치해석 결과에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 그러나 지형의 영향으로 발생하는 국부적인 유속변화와 유향의 평면적인 분포에 의해 발생하는 범람면적의 변화를 반영하기 어렵다. 홍수범람을 고려하여 제작하는 홍수위험지도는 2차원 수치모형의 결과를 기반으로 한다. 2차원 수치모형은 하도의 만곡, 제방의 형상 등과 같은 지형에 의한 유속장의 변화, 흐름영역의 수축 및 확대에 의한 유속의 변화 등을 자세히 반영할 수 있는 장점이 있다. 반면에 수치격자 생성 및 계산결과 도출에 소요되는 시간이 길고 계산영역 설정의 한계로 인하여 경계조건이 흐름해석결과에 영향을 미칠 수 있는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 국내외적으로 1차원과 2차원 수치해석기법을 연계하여 하나의 모형으로 구축한 1-2차원 수치해석 모형이 개발 또는 적용되고 있다. 1-2차원 연계해석기법은 1차원 해석영역과 2차원 해석영역을 연계함에 있어서 흐름방향 연계와 횡방향 연계로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 1차원과 2차원 수치해석을 연계하는 기법에 따라서 발생하는 수치모의결과를 비교하고 적용성을 검토하였다. 수리실험 관측결과가 있는 사례에 모형을 적용한 후, 한강지형에 수치모형을 적용하고 그 결과를 비교한다. 또한, 계산에 소요되는 시간을 비교하기 위하여 2차원 수치격자의 해상도를 다양하게 적용하여 수치실험을 수행한다. 분석결과를 기반으로 홍수위험지도 제작, 홍수위산정 및 홍수예보 등에 새로운 기술의 적용성을 검토한다.

• 대한공간정보학회지
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• 제15권4호
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• pp.3-9
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• 2007

최근 인간의 활동에 의해 나타나는 인문 활동의 중요한 요소로써 지리현상을 체계적으로 이해하고 활용하고자하는 노력이 증가하고 있다. 이를 위해 지형을 공간과 연계하여 표현할 필요성이 있으며, 특히 수치표고모형을 활용한 지형분석의 기술은 지형에 대한 정밀한 수치표고모형을 생성하여 고품질의 3차원 지형정보가 필요한 분야에서 신속하고 정확하게 지표면에 대한 표고 및 경사도에 대한 정보의 제공이 가능하게 되었다. 본 연구에서는 라이다측량 데이터를 활용해 대상지역에 대한 좀 더 정밀한 수치표고모형을 만들어 기존의 축척 1:1000인 수치지형도와의 비교를 통한 정량적 분석을 실시하였다. 라이다 데이터에 의해 생성된 수치표고모형 자료를 이용하여 지형경사도를 분석한 결과 대상지역 및 주변의 경사도를 비교적 상세하게 표현할 수 있었으며, 표고 해석 결과도 라이다 데이터를 활용한 분석이 수치지형도를 이용한 분석보다 대상지역 및 주변의 표고를 비교적 상세하게 표현할 수 있었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제9권1호
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• pp.127-136
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• 2006

수치지형모형을 시각적으로 분석하는데 있어 음영기복을 사용하고 있지만 지형의 음영 표현만을 생각하는 경우가 있어 정확한 그림자 범위를 확인하지 않고 있다. 본 연구는 GIS의 지형 표현에 사용되는 음영기복 기능을 렌더링과 비교하여 지형의 그림자 특성을 파악함으로써 각각 나타나는 수치지형모형상의 표현 차이를 분석하였다. 도로가 있는 지형으로 실험 대상지역을 선정하여 불규칙삼각망의 수치지형모형을 생성한 후 09시와 15시의 시간대별 태양의 방위각 및 고도에 따른 음영기복과 렌더링 기법을 적용하였다. 그 결과 음영기복은 태양의 광선을 받는 지형지물의 뒷부분만 어두운 상태로 나타났고, 렌더링을 통하여 투영된 그림자가 생성됨을 알 수 있었다. 이 상호 비교를 통해 음영기복을 이해할 수 있는 자료로 제시할 수 있으며, 렌더링 기법은 지형지물의 일조 분석 등에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.228-228
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• 2022

최근 이상기후로 인해 단시간에 다량의 강우가 내리는 현상이 발생하고 있으며, 이는 급경사면의 지반을 포화시켜 붕괴에 이르게 하여 유수와 붕괴된 토사가 계곡을 따라 흐르는 토석류 재해로 이어진다. 토석류는 빠른 속도로 유하하여 인명과 주거 및 도로 등의 시설에 피해를 발생시킨다. 토석류를 해석하기 위한 연구방법에는 피해지역의 현장조사와 모형실험을 이용하는 방법, 수치모형을 이용하는 방법 등이 있다. 현장조사와 모형실험에는 고가의 장비와 많은 인력 및 비용이 소요되어 수치모형을 이용한 연구가 주로 이뤄지고 있으며, 피해지역의 건물, 도로 등의 시설물을 고려한 지형을 제작하여 토석류 수치모형에 적용한 연구도 진행되고 있다. 본 연구에서는 태풍 미탁의 영향으로 시간당 최대 110mm/hr, 누적강수량 487mm로 인해 토석류 재해가 발생한 강원도 삼척시 원덕읍을 연구대상지로 선정하였으며, 토석류 해석 시 침식과 퇴적작용을 고려할 수 있는 Hyper KANAKO 모형을 적용하였다. 토석류 수치모의 시 건물의 유무를 고려하여 지형자료를 구축하고 Hyper KANAKO 모형을 적용하였다. 건물이 미고려된 지형에서는 실제 토석류가 이동한 거리와 피해면적에 비해 과다하게 모의 되는 특징이 나타났으나, 건물이 고려된 지형에서는 실제 피해와 유사한 이동거리, 유동심 및 피해면적을 나타내었다. 이는 토석류 발생 위험지역에 대한 모의 시 건물을 고려함으로써 피해범위와 규모를 건물 미고려시 보다 정확하게 예측할 수 있어 토석류 저감계획 수립 및 피해지 분석시 활용성이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.736-736
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• 2012

유수의 침식과 퇴적작용은 지형의 변화를 일으키며, 이런 지형변화는 하천 흐름, 지하수 흐름 등의 변화를 가져오며 이는 다시 지형변화의 원인이 된다. 이런 일련의 과정이 되풀이되는 것을 지형발달이라 하며, 이는 수문 현상에도 지대한 영향을 미친다. 지형발달의 주요 인자에는 강우와 지반 융기 등이 있으며 각 주요 인자들은 복합적으로 지형발달에 영향을 준다. 하지만 지형발달 탐구 시 실제 지형을 대상으로 탐구하기에는 한계가 분명히 있다. 그래서 본 연구에서는 컴퓨터를 이용해 수식을 계산하여 수치적으로 지형발달을 모의하는 모형을 이용하여, 지형발달에 영향을 주는 강우와 지반 융기를 중점적으로 탐구하였다. 지형발달모형을 이용하면 더욱 다양한 관점에서 지형발달과정의 역동성을 파악하는 새로운 시도들이 가능하다. 특히 특정 환경 조건에서의 논리적인 지형의 반응을 통한 해석이 가능해져, 환경 변화로 어떠한 지형변화 또는 지표물질 수지 변화가 있을지를 예측할 수 있다(변종민, 2011). 또한, 지형발달 일련의 과정들을 살펴볼 수 있기 때문에 시 공간적 제약에서 벗어날 수 있다. 그러므로 지형발달모형은 강우와 융기 조건에 따른 지형발달을 모의하기에 적합하다. 본 연구는 LEGS을 이용하여 강우와 융기 조건에 따른 지형발달 모의를 진행하였다. LEGS는 지표수의 흐름을 탐색하는 방법으로 GD8을 이용한 물리 기반의 수치적 지형발달모형이다(Paik, 2012). 본 연구에서는 강우의 변동과 융기 조건의 변화가 지형발달에 상당한 영향을 미치는 것을 발견하였다. 특히, 유역의 표고차이 등과 같은 정량적인 지표의 변화에 주목하여 각종 분석을 하고, 물리적 원인을 고찰하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.174-174
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• 2021

지표면에서 소규모의 요철로 이루어진 미세지형 (Micro Topography)은 자연 지형의 일반적인 특징이다. 지표면에서의 흐름해석 시 이러한 미세지형에 의한 효과를 정확히 고려하기 위해서는 고해상도의 지형격자를 사용하여야 하나, 대부분의 지표유출모델은 미세지형이 존재하지 않는 저해상도의 거친 표면으로 간주함으로써 바닥 마찰 효과를 증가시켜 미세지형에 의한 영향을 대략적으로만 반영한다. 본 연구에서는 보다 정확한 강우-유출 및 유사-유출 해석을 목적으로 고해상도의 지형격자를 사용하여 미세지형을 포함한 건조 및 반건조 지대에서의 흐름을 수치적으로 모의하였다. 미세지형의 형태는 마루와 골 사이가 직선으로 이루어진 파동의 형태로 이상화 하였으며, 파동의 진폭과 파장을 조절하여 다양한 형태의 미세지형을 고려하였다. 수치모형은 흐름의 움직임에 대한 Saint-Venant 방정식과 침식 및 유사이송에 대한 Hairsine-Rose 방정식을 함께 계산하는 통합모형인 tRIBS-FEaST를 사용하였다. 수치 모의 결과에서 나타난 미세지형의 핵심 영향은 최대 유량 및 유사량 도달시간의 지연, 유사 입자 크기별 유사-유출량 증감, 그리고 하천 유출(stream flow)의 생성이었다. 또한, 미세지형의 형태에 따라 미세지형과 강우-유출 및 유사-유출 사이에 비례 혹은 반비례 관계가 성립함을 보였다. 수치 모의 결과를 종합적으로 검토하여 미세지형이 강우-유출과 유사-유출에 미치는 영향에 대해 논의하였으며, 기존 Manning 거칠기 계수를 통한 해석 방법의 적부를 판단하였다.

• 한국지형공간정보학회:학술대회논문집
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• 한국지형공간정보학회 2002년도 추계학술대회
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• pp.51-57
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• 2002

국내에서 활발하게 연구되고 있는 위성영상을 이용한 원격탐사는 매핑, 환경관리, 시설물 관리 등에 이용되어 왔다. 본 연구에서는 날씨나 태양의 제약을 받지 않는 RADARSAT SAR 영상의 수계지역을 신경망 기법을 이용하여 분류하고자 하였다. RADARSAT은 경사관측을 통하여 영상을 취득하며 지형의 기복에 의한 음영효과(Shadow effect)로 인하여 수계지역 분류시 정확도를 감소시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 연구에서는 RADARSAT SAR 영상의 역산란계수를 계산하고 음영효과에 의한 분류오류를 감소시키기 위하여 수치고도모형을 사용하였다. 지형의 기복이 작은 평지와 지형의 기복이 심한 산악지로 나누어 연구를 수행하여 각 지역별로 분류 정확도를 평가하였다. 연구결과로 역산란계수를 신경망기법의 단일 입력 자료로 사용한 경우보다 수치고도모형을 같이 사용한 것이 분류 정확도가 높았다. 또한, 수치고도모형을 역산란계수와 함께 입력 자료로 이용할 경우 평지보다 산악지에서 효율적이었다. 산악지역이 많은 국내에서는 SAR영상의 수계지역 추출을 신경망 기법으로 할 경우에는 수치고도모형을 함께 이용함으로써 분류정확도 향상을 시킬 수 있다고 사료된다.